(57)【要約】【課題】三次元形状を表示する場合、ユーザから指示された注目したい部分の内部構造を簡単に分りやすく表示する三次元形状表示支援装置を提供する。【解決手段】この三次元形状表示支援装置は、表示された三次元形状モデルの部分領域と表示変更情報とを入力し、前記部分領域に存在する三次元形状モデルを三次元形状データ記憶部から抽出し、前記抽出された三次元形状モデルに対して、前記表示変更情報により表示状態を変更して、三次元形状モデルを表示することにより、複数の三次元形状（パーツ）から構成される三次元形状モデルの内部構造をユーザに理解しやすく表示する。【選択図】図２
2007025929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元形状モデルを表示する三次元形状表示支援装置において、三次元形状モデルの形状データを保持する三次元形状データ記憶部と、表示された三次元形状モデルの部分領域と表示変更情報とを入力する入力部と、前記部分領域に存在する三次元形状モデルを前記三次元形状データ記憶部から抽出する選択部と、前記選択部により抽出された三次元形状モデルに対して、前記表示変更情報により表示状態を変更する表示設定部と、前記表示設定部で変更された表示状態で三次元形状モデルを表示する表示部とを備え、指定された領域下の三次元形状モデルの表示状態を変更することにより、複数の三次元形状（パーツ）から構成される三次元形状モデルの内部構造をユーザに理解しやすく表示することを特徴とする三次元形状表示支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の三次元形状表示支援装置において、前記選択部は、前記部分領域に存在する三次元形状モデルの順番を、表示画面上で手前から奥の方向に並べ替えることを特徴とする三次元形状表示支援装置。
【請求項３】
請求項１に記載の三次元形状表示支援装置において、前記表示設定部は、前記選択部で並び替えられた三次元形状モデルの順番に、表示から非表示に切り替えることを特徴とする三次元形状表示支援装置。
【請求項４】
請求項１に記載の三次元形状表示支援装置において、前記表示設定部は、前記選択部で並び替えられた三次元形状モデルの順番に、表示色を不透明から半透明に切り替えることを特徴とする三次元形状表示支援装置。
【請求項５】
請求項１に記載の三次元形状表示支援装置において、前記表示設定部は、選択部で並び替えられた三次元形状モデルの順番に、表示方法をシェーディングからワイヤーフレームによる表示に切り替えることを特徴とする三次元形状表示支援装置。
【請求項６】
請求項１に記載の三次元形状表示支援装置において、前記表示設定部は、選択部で並び替えられた三次元形状モデルの順番に、表示位置を切り替えることを特徴とする三次元形状表示支援装置。
【請求項７】
請求項１に記載の三次元形状表示支援装置において、前記表示設定部は、一度変更した三次元形状モデルの表示設定を元に復帰することを特徴とする三次元形状表示支援装置。
【請求項８】
三次元形状モデルを表示する三次元形状表示支援方法において、表示された三次元形状モデルの部分領域と表示変更情報とを入力し、前記部分領域に存在する三次元形状モデルを三次元形状データ記憶部から抽出し、前記抽出された三次元形状モデルに対して、前記表示変更情報により表示状態を変更して、三次元形状モデルを表示することにより、複数の三次元形状（パーツ）から構成される三次元形状モデルの内部構造をユーザに理解しやすく表示することを特徴とする三次元形状表示支援方法。
【請求項９】
コンピュータに、請求項１乃至７のいずれかに記載の三次元形状表示支援装置の機能を実現させるためのプログラム。
【請求項１０】
コンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、請求項９に記載のプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元形状表示支援装置、三次元形状表示支援方法、並びに、プログラムおよび記録媒体に関し、三次元形状データ表示アプリケーションにおける三次元形状モデルの視認性を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、三次元形状を表示する場合、三次元形状を構成する面を塗りつぶして表示するシェーディング表示、三次元形状の特徴線となる稜線を線画により表示するワイヤーフレーム表示などが利用される。
【０００３】
シェーディング表示では、微妙な陰影により曲面形状の把握に優れるが、複雑な内部構造をもつモデルでは、外側の面により内部が隠されてしまう。そのため、外側のモデルを半透明やワイヤーフレームにて表示したり、あるいは、一時的に外側のモデルを非表示に切り替えたりすることで、内部を表示したりする。
【０００４】
しかし、複雑なモデルでは、半透明を利用しても半透明の部分が複雑な場合には、内部モデルの理解の妨げとなり、また、外部のモデルのワイヤーフレームや非表示への切り替えでは、適切なモデルを選択した上で表示の切り替えを行わなければならず、手順は煩雑である。
【０００５】
また、ワイヤーフレーム表示では、すべてのモデルを線画により表示するため、内部のモデルも表示されるものの、複雑な形状では一度に大量の線が表示されてしまうため、形状の把握は困難である。
特許文献１の技術では、三次元表示領域中に別ウィンドウとして三次元表示ウィンドウを表示することによって、三次元形状モデルを分りやすく表示している。
【特許文献１】特開平５−１３５１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術は、内部構造を見せる等の仕組みを提供したものではない。
【０００７】
本発明は、上述した実情を考慮してなされたものであって、三次元形状を表示する場合、ユーザから指示された注目したい部分の内部構造を簡単に分りやすく表示する三次元形状表示支援装置、三次元形状表示支援方法、並びに、プログラムおよび記録媒体を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、三次元形状モデルを表示する三次元形状表示支援装置において、三次元形状モデルの形状データを保持する三次元形状データ記憶部と、表示された三次元形状モデルの部分領域と表示変更情報とを入力する入力部と、前記部分領域に存在する三次元形状モデルを前記三次元形状データ記憶部から抽出する選択部と、前記選択部により抽出された三次元形状モデルに対して、前記表示変更情報により表示状態を変更する表示設定部と、前記表示設定部で変更された表示状態で三次元形状モデルを表示する表示部とを備え、指定された領域下の三次元形状モデルの表示状態を変更することにより、複数の三次元形状（パーツ）から構成される三次元形状モデルの内部構造をユーザに理解しやすく表示することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の三次元形状表示支援装置において、前記選択部は、前記部分領域に存在する三次元形状モデルの順番を、表示画面上で手前から奥の方向に並べ替えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の三次元形状表示支援装置において、前記表示設定部は、前記選択部で並び替えられた三次元形状モデルの順番に、表示から非表示に切り替えることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の三次元形状表示支援装置において、前記表示設定部は、前記選択部で並び替えられた三次元形状モデルの順番に、表示色を不透明から半透明に切り替えることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の三次元形状表示支援装置において、前記表示設定部は、選択部で並び替えられた三次元形状モデルの順番に、表示方法をシェーディングからワイヤーフレームによる表示に切り替えることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の三次元形状表示支援装置において、前記表示設定部は、選択部で並び替えられた三次元形状モデルの順番に、表示位置を切り替えることを特徴とする。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の三次元形状表示支援装置において、前記表示設定部は、一度変更した三次元形状モデルの表示設定を元に復帰することを特徴とする。
【００１２】
請求項８に記載の発明は、三次元形状モデルを表示する三次元形状表示支援方法において、表示された三次元形状モデルの部分領域と表示変更情報とを入力し、前記部分領域に存在する三次元形状モデルを三次元形状データ記憶部から抽出し、前記抽出された三次元形状モデルに対して、前記表示変更情報により表示状態を変更して、三次元形状モデルを表示することにより、複数の三次元形状（パーツ）から構成される三次元形状モデルの内部構造をユーザに理解しやすく表示することを特徴とする。
【００１３】
請求項９に記載の発明は、コンピュータに、請求項１乃至７のいずれかに記載の三次元形状表示支援装置の機能を実現させるためのプログラムである。
請求項１０に記載の発明は、コンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、請求項９に記載のプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複雑な内部構造を持った三次元形状に対して、内部構造も含めた形状の把握が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の三次元形状表示支援装置に係る好適な実施形態を説明する。
図１は、本実施形態が適用される三次元形状表示支援装置のハードウェア構成図であり、図１において、三次元形状表示支援装置は、プログラムに従って動作するＣＰＵ１、そのプログラムや各種データを一時的に記憶するメモリ（例えば、ＲＯＭやＲＡＭ等）２、プログラムや各種データを保存しておく外部記憶装置（例えば、ハードディスク装置）３、キーボード、マウスなどを有して三次元形状データを含む各種データや指示を入力する入力装置４、三次元形状モデルなどを表示する表示装置５などを備え、各装置はバス６によって接続されている。
【００１６】
図２は、本実施形態に係る三次元形状表示支援装置の機能構成を示すブロック図であり、図２において、三次元形状表示支援装置は、入力部１０、選択部２０、表示設定部３０、三次元形状データ記憶部４０、表示部５０とを含んで構成されている。
上記の各処理部は、前記したようなハードウェアとプログラムにより実現され、また、記憶部は、メモリ２や外部記憶装置３を用いて記憶される。
【００１７】
三次元形状データ記憶部４０は、幾何形状データと位相データとからなる三次元形状モデルの形状データを保持したデータベースであり、三次元形状モデルは、複数の三次元形状（パーツ）の集まりから構成される。
入力部１０は、マウスやキーボードからの入力により、表示装置５の画面上の表示された三次元形状モデルの内部構造を表示するために、画面上の部分領域および表示方法を変更するための情報を入力する。入力された部分領域は選択部２０へ渡し、表示変更情報は表示設定部３０へ渡される。表示変更とは、例えば、表示／非表示、不透明表示／半透明表示、シェーディング表示／ワイヤーフレーム表示、三次元形状モデル（パーツ）の位置変更等である。
【００１８】
選択部２０は、入力部１０から渡された表示画面上の部分領域から、三次元形状データ記憶部４０を参照して、その部分領域に存在する三次元形状モデル（パーツ）の形状データをすべて抽出し、入力部１０で入力された部分領域（画面上の位置）から見て画面奥行き方向に、該形状データを参照して抽出したパーツをソートして、画面の手前から奥への順番にパーツを並び替えてから表示設定部３０へ渡す。ここで、入力部１０で直接指示可能なパーツだけでなく、該パーツを取り除いたときに部分領域で指示されるパーツも抽出対象となる。これは取り除けるパーツがなくなるまで繰り返される。
【００１９】
表示設定部３０は、選択部２０から与えられるパーツを順番に、入力部１０で入力した表示変更情報により三次元形状データに対して表示設定を変更する。
例えば、次のような表示変更がある。
（１）表示から非表示へ、または、非表示から表示へ変更する。
（２）不透明表示から半透明表示へ、または、半透明表示から不透明表示へ変更する。
（３）シェーディング表示からワイヤーフレーム表示へ、または、ワイヤーフレーム表示からシェーディング表示へ変更する。
（４）三次元形状モデルの位置を変更する。この設定では、最終的に非表示状態へと設定を変更させてもよい。なお、この方法により内部を表示する場合は、選択部２０におけるモデルの画面奥方向へのソートを行わなくてもよい。
（５）一度変更した三次元形状モデルを逆順に元の表示状態へ戻す。
【００２０】
上記の変更は、時間の経過とともに徐々に変更させてもよい。また、半透明から最終的に非表示状態へと設定を変更させてもよい。さらに、見える状態から見えない状態への変化と、その逆順の適用についても、マウスの移動方向や矢印キーの方向等によって予め決定しておく。
【００２１】
表示部５０は、選択部２０で抽出された三次元形状モデル群については表示設定部３０にて設定された表示方法で、また、それ以外の三次元形状モデル群には元の表示方法で表示装置５へ表示する。
【００２２】
次に、図３のフローチャートを用いて、本実施形態に係る三次元形状表示支援装置の処理手順を説明する。
表示装置５の画面上の表示された三次元形状の内部構造を表示するための画面上の部分領域（単に、位置情報としてもよい）および表示方法を変更するための情報を入力する（ステップＳ１）。
三次元形状データ記憶部４０を参照して、入力された画面上の部分領域（位置情報）にある三次元形状モデルをすべて抽出する（ステップＳ２）。
【００２３】
次に、抽出した三次元形状モデルを、各モデルの形状データを参照して画面の奥行き方向でソートし、画面手前から奥の順に並び替える（ステップＳ３）。
三次元モデルの場合、奥行きは三次元モデル表面上で様々な選択肢が考えられるが、本実施形態では、入力された画面の部分領域（位置）の中心での値を利用する。これは、画面上の部分領域（位置）をマウス・カーソルにて指定した場合、丁度マウス・カーソルで指定した位置に対応する各モデルの奥行き方向に当たる。
【００２４】
次に、ソートし終えた三次元形状モデル群に対して、入力された表示方法変更情報を基に、どの三次元形状モデルの表示を変更するかを決定し、該当モデルの三次元形状データの表示状態を変更する（ステップＳ４）。
例えば、マウスのホイールからの情報を利用する場合、マウスのホイールの値の変化量から、プラスの場合は抽出したモデル順に表示設定を変更し、マイナスの場合は、それまで変更した表示設定を抽出したモデルの逆順に復帰する（あるいは、プラス・マイナスの役割を逆としてもよい）。また、マウス・ホイールの他に、キーボードの矢印キーのＵｐ／Ｄｏｗｎ、Ｐａｇｅ  Ｕｐ／Ｐａｇｅ  Ｄｏｗｎ等により表示設定を変更してもよい。
最後に、抽出された三次元形状モデルに対しては指示された表示方法で、それ以外の三次元形状モデルに対しては元のままで表示装置５に表示する（ステップＳ５）。
以下、必要に応じて表示させたい部分領域を指定し、その表示変更情報を各種変化させて、モデルを表示させることによって、モデルの内部構造を見ることができる。
【００２５】
図４は、表示設定部３０にて三次元形状モデルの表示・非表示状態の設定により三次元形状モデルの内部を表示した結果を示す図である。
図４（Ａ）のマウス・カーソル４０が示している部分領域（位置情報）から画面奥に存在するパーツ４１，４２，４３が抽出される。
図４（Ａ）から（Ｄ）は、この画面手前から奥への順番で各パーツを表示状態から非表示状態にして表示したものである。
【００２６】
図５は、表示設定部３０にて三次元形状モデルの表示色を不透明・半透明の設定によりモデルの内部を表示した結果を示す図である。
図５（Ａ）のマウス・カーソル５０が示している部分領域（位置情報）から画面奥に存在するパーツ５１，５２，５３が抽出される。
図５（Ａ）から（Ｄ）は、この画面手前から奥への順番で各パーツを不透明状態から半透明状態にして表示したものである。
ここで、不透明から半透明への変更は、時間の経過とともに徐々に変更させてもよいし、さらに、半透明から最終的に非表示状態へと設定を変更させてもよい。
【００２７】
図６は、表示設定部３０にて三次元形状モデルの表示方法をシェーディング・ワイヤーフレームの設定により三次元形状モデルの内部を表示した結果を示す図である。
図６（Ａ）のマウス・カーソル６０が示している部分領域（位置情報）から画面奥に存在するパーツ６１，６２，６３が抽出される。
図６（Ａ）から（Ｄ）は、この画面手前から奥への順番で各パーツをシェーディングによる表示からワイヤーフレームにして表示したものである。
【００２８】
図７は、表示設定部３０にて三次元形状モデルの表示位置の設定により三次元形状モデルの内部を表示した結果を示す図である。
図７（Ａ）のマウス・カーソル７０が示している部分領域（位置情報）から画面奥に存在するパーツ７１，７２，７３が抽出される。
図７（Ａ）から（Ｄ）は、この画面手前から奥への順番で各パーツの表示位置を元ある位置から離して表示したものである。
この表示位置の設定では、最終的に非表示状態へと設定を変更させてもよい。なお、三次元形状モデルの表示位置の変更により内部を表示する場合は、選択部２０における三次元形状モデルの画面方向へのソートを行わなくてもよい。
【００２９】
本発明は、上述した実施形態のみに限定されたものではない。上述した実施形態を構成する各機能をそれぞれプログラム化して、予め記録媒体に書き込んでおき、この記録媒体に記録されたこれらのプログラムをコンピュータに備えられたメモリあるいは記憶装置に格納し、そのプログラムを実行することによって、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。この場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体も本発明を構成することになる。
また、上記プログラムは、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することによって上述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００３０】
なお、上述した実施形態の機能を実現するプログラムは、ディスク系（例えば、磁気ディスク、光ディスク等）、カード系（例えば、メモリカード、光カード等）、半導体メモリ系（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリ等）、テープ系（例えば、磁気テープ、カセットテープ等）等のいずれの形態の記録媒体で提供されてもよい。あるいは、ネットワークを介して記憶装置に格納されたプログラムをサーバコンピュータから直接供給を受けるようにしてもよい。この場合、このサーバコンピュータの記憶装置も本発明の記録媒体に含まれる。
このように、上述した実施形態の機能をプログラム化して流通させることによって、コストの低廉化、および可搬性や汎用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態が適用される三次元形状表示支援装置のハードウェア構成図である。
【図２】本実施形態に係る三次元形状表示支援装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係る三次元形状表示支援装置の処理手順を説明するフローチャートである。
【図４】三次元形状モデルの表示・非表示状態の設定により三次元形状モデルの内部を表示した結果を示す図である。
【図５】三次元形状モデルの表示色を不透明・半透明の設定により三次元形状モデルの内部を表示した結果を示す図である。
【図６】三次元形状モデルの表示方法をシェーディング・ワイヤーフレームの設定により三次元形状モデルの内部を表示した結果を示す図である。
【図７】三次元形状モデルの表示位置の設定により三次元形状モデルの内部を表示した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…ＣＰＵ、２…メモリ、３…外部記憶装置、４…入力装置、５…表示装置、６…バス、１０…入力部、２０…選択部、３０…表示設定部、４０…三次元形状データ記憶部、５０…表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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